KR102649294B1 - Organic image sensor without color filter - Google Patents

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Abstract

컬러 필터 없이도 임의적으로 특정 컬러 신호를 얻을 수 있는 유기 이미지 센서를 제공한다. 유기 이미지 센서는 제1 광을 흡수하는 A 물질과 제2 광을 흡수하는 B 물질을 포함하고, 상기 A 물질의 비율이 상기 B 물질보다 큰 하부층과 상기 B 물질의 비율이 상기 A 물질보다 큰 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층을 포함한다. We provide an organic image sensor that can arbitrarily obtain a specific color signal without a color filter. The organic image sensor includes a material A that absorbs first light and a material B that absorbs second light, a lower layer in which the ratio of the A material is greater than the B material, and an upper layer in which the ratio of the B material is greater than the A material. It includes an organic photoelectric conversion layer composed of.

Description

컬러 필터가 없는 유기 이미지 센서{ORGANIC IMAGE SENSOR WITHOUT COLOR FILTER} Organic image sensor without color filter {ORGANIC IMAGE SENSOR WITHOUT COLOR FILTER}

실시예는 이미지 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러 필터가 없는 유기 이미지 센서에 관한 것이다. The embodiment relates to an image sensor, and more specifically to an organic image sensor without a color filter.

일반적인 유무기 적층형 이미지 센서는 녹색의 유기 포토다이오드와 적색의 실리콘 포토다이오드와 청색의 실리콘 포토다이오드로 이루어진 실리콘 포토다이오드가 적층된 형태로 구성된다. A typical organic-inorganic stacked image sensor consists of a green organic photodiode, a red silicon photodiode, and a blue silicon photodiode.

이때 원하는 적색, 녹색, 청색(RGB, 또는 CMY)컬러 신호를 얻기 위해서 컬러 필터를 사용한다. 유기 포토다이오드와 실리콘 포토다이오드 사이에 컬러필터가 존재하는 경우에는 컬러필터의 두께(약 500~1000nm)로 인해 공정이 어렵고 복잡해진다. 또한 유기 포토다이오드와 실리콘 포토다이오드 간의 거리가 수백 나노미터에 이르러 광학적인 크로스토크(optical crosstalk)가 증가한다. 또한 깊이 방향으로 전극을 형성하기가 어려워진다. At this time, a color filter is used to obtain the desired red, green, and blue (RGB, or CMY) color signals. If a color filter exists between the organic photodiode and the silicon photodiode, the process becomes difficult and complicated due to the thickness of the color filter (approximately 500 to 1000 nm). Additionally, the distance between the organic photodiode and the silicon photodiode reaches hundreds of nanometers, increasing optical crosstalk. Additionally, it becomes difficult to form electrodes in the depth direction.

유기 포토다이오드 위에 컬러 필터가 존재하는 경우에는 컬러 필터가 CMY(Cyan, Magenta, Yellow) 컬러를 투과해야 하며, CMY 컬러 필터는 미세 패턴이 어렵고 색순도가 낮아, 제품에 적용하기 어렵다. When a color filter exists on an organic photodiode, the color filter must transmit CMY (Cyan, Magenta, Yellow) colors, and CMY color filters have difficult fine patterns and low color purity, making them difficult to apply to products.

또한, 컬러 필터는 색소(pigment 또는 dye)와 같은 유기물로 구성되고 스핀 코팅, UV 노광, 습식 식각 과정을 통해 통해 제작되기 때문에 패턴 크기나 두께를 1um 이하로 줄이는 데 한계가 있다. 따라서 이미지 센서의 고해상도화 및 공정 용이성을 방해하는 요인으로 작용한다. Additionally, because color filters are made of organic materials such as pigments or dyes and are manufactured through spin coating, UV exposure, and wet etching processes, there is a limit to reducing the pattern size or thickness to less than 1um. Therefore, it acts as a factor that hinders the high resolution and ease of processing of the image sensor.

유기 포토다이오드가 컬러 필터 없이도 임의적으로 특정 컬러 신호를 얻을 수 있도록 하는 이미지 센서를 제공한다. Provides an image sensor that allows organic photodiodes to arbitrarily obtain specific color signals without a color filter.

유기 포토다이오드에 인가되는 전압을 제어하여 주변 환경에 따른 SNR을 향상시킬 수 있는 이미지 센서의 구동 방법을 제공한다. A method of driving an image sensor that can improve SNR according to the surrounding environment by controlling the voltage applied to an organic photodiode is provided.

실시예들에 따른 이미지 센서는 제1 광을 흡수하는 A 물질과 제2 광을 흡수하는 B 물질을 포함하고, 상기 A 물질의 비율이 상기 B 물질보다 큰 하부층과 상기 B 물질의 비율이 상기 A 물질보다 큰 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층을 포함한다. Image sensors according to embodiments include a material A that absorbs first light and a material B that absorbs second light, and a lower layer in which the ratio of the material A is greater than the material B and the ratio of the material B to the A It includes an organic photoelectric conversion layer consisting of a top layer that is larger than the material.

실시예들에 따른 이미지 센서는 반도체 기판 내에 형성된 다수의 무기 광전 변환 소자, 상기 반도체 기판 상에 형성되고, 제1 광을 흡수하는 A 물질과 제2 광을 흡수하는 B 물질을 포함하고, 상기 A 물질의 비율이 상기 B 물질보다 큰 하부층과 상기 B 물질의 비율이 상기 A 물질보다 큰 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층, 상기 유기 광전 변환층 상부의 공통 전극과 상기 유기 광전 변환층 하부의 픽셀 전극에 의해 구분된 제1 유기 광전 변환소자와 제2 유기 광전 변환 소자를 포함하며, 상기 무기 광전 변환 소자는 상기 제1 유기 광전 변환소자와 제2 유기 광전 변환 소자에 의해 흡수되지 않는 제3 광을 흡수하는 컬러 필터가 없는 유무기 적층 이미지 센서이다. An image sensor according to embodiments includes a plurality of inorganic photoelectric conversion elements formed in a semiconductor substrate, a material A that absorbs first light, and a material B that absorbs a second light, formed on the semiconductor substrate, and the A An organic photoelectric conversion layer consisting of a lower layer with a material ratio greater than the B material and an upper layer with a material B ratio greater than the A material, a common electrode on the top of the organic photoelectric conversion layer, and a pixel electrode on the bottom of the organic photoelectric conversion layer. and a first organic photoelectric conversion element and a second organic photoelectric conversion element, wherein the inorganic photoelectric conversion element absorbs third light that is not absorbed by the first organic photoelectric conversion element and the second organic photoelectric conversion element. It is an organic-inorganic multilayer image sensor that does not have a color filter.

실시예들에 따른 이미지 센서는 제1 광을 흡수하는 A 물질과 제2 광을 흡수하는 B 물질을 포함하고, 상기 A 물질의 비율이 상기 B 물질보다 큰 하부층과 상기 B 물질의 비율이 상기 A 물질보다 큰 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층, 상기 유기 광전 변환층의 상부의 공통 전극, 상기 유기 광전 변환층의 하부의 픽셀 전극을 포함하고, 상기 픽셀 전극에는 서로 다른 2개의 전압이 인가될 수 있다. Image sensors according to embodiments include a material A that absorbs first light and a material B that absorbs second light, and a lower layer in which the ratio of the material A is greater than the material B and the ratio of the material B to the A It includes an organic photoelectric conversion layer consisting of an upper layer larger than the material, a common electrode on the top of the organic photoelectric conversion layer, and a pixel electrode on the bottom of the organic photoelectric conversion layer, and two different voltages can be applied to the pixel electrode. .

실시예들에 따르면, 컬러 필터 없이도 인가 전압을 제어하여 특정 컬러 신호를 얻을 수 있다, According to embodiments, a specific color signal can be obtained by controlling the applied voltage even without a color filter.

유기 포토다이오드에 인가되는 전압을 제어하여 주변 환경에 따른 SNR을 향상시킬 수 있도록 픽셀의 색상 비율을 자유롭게 제어할 수 있다. By controlling the voltage applied to the organic photodiode, the color ratio of the pixel can be freely controlled to improve SNR according to the surrounding environment.

도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 II-II’선을 따라 자른 단면도를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 이미지 센서의 독출 회로를 나타내는 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 이미지 센서의 동작 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5A 내지 도 5C는 각각의 가능한 색의 조합 및 신호 추출의 가능한 방식들을 나타내는 모식도이다.
도 6은 인가 전압에 따라 픽셀의 색상 비율을 달리 조정할 수 있음을 나타내는 도면이다.
도 7A 및 도 7B는 BIDD Se:C60 을 블렌딩하여 형성한 유기 광전 변환층의 인가 전압에 따른 외부양자효율(EQE)을 측정한 결과와 이를 이용하여 각 파장별 외부양자효율을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8A 및 도 8B는 SubPc:C60 을 블렌딩하여 형성한 유기 광전 변환층의 인가 전압에 따른 외부양자효율(EQE)을 측정한 결과와 이를 이용하여 각 파장별 외부양자효율을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다. 1 is a schematic diagram showing a pixel arrangement of an image sensor according to an embodiment.
Figure 2 shows a cross-sectional view taken along line II-II' in Figure 1.
Figure 3 is a schematic diagram showing a readout circuit of an image sensor according to an embodiment.
Figure 4 is a schematic diagram explaining the operating principle of an image sensor according to an embodiment.
Figures 5A to 5C are schematic diagrams showing each possible color combination and possible methods of signal extraction.
Figure 6 is a diagram showing that the color ratio of a pixel can be differently adjusted depending on the applied voltage.
Figures 7A and 7B show the results of measuring the external quantum efficiency (EQE) according to the applied voltage of the organic photoelectric conversion layer formed by blending BIDD Se:C 60 and the results of simulating the external quantum efficiency for each wavelength using this. This is a graph that represents
Figures 8A and 8B show the results of measuring the external quantum efficiency (EQE) according to the applied voltage of the organic photoelectric conversion layer formed by blending SubPc:C 60 and the results of simulating the external quantum efficiency for each wavelength using this. It's a graph.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 실시예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구체적인 예로만 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. Embodiments may be implemented in many different forms and are not limited to the specific examples described herein.

도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 배열을 나타내는 개략도이다. 1 is a schematic diagram showing a pixel arrangement of an image sensor according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 이미지 센서(1)는 제1 광(녹색광)을 검출하기 위한 제1 화소(10G)가 x-y 방향으로 전체에 배열된 무기 화소 어레이(10)와 제2 광(청색광)을 검출하기 위한 제2 화소(20B)와 제3 광(적색광)을 검출하기 위한 제3 화소(20R)이 x-y 방향으로 교대로 배열된 유기 화소 어레이(20)를 포함한다. 무기 화소 어레이(10)와 유기 화소 어레이(20)는 z 방향으로 적층된 구조를 이룬다. Referring to FIG. 1, the image sensor 1 includes an inorganic pixel array 10 in which first pixels 10G for detecting first light (green light) are arranged throughout in the x-y direction and a second light (blue light). It includes an organic pixel array 20 in which a second pixel 20B for detection and a third pixel 20R for detecting third light (red light) are alternately arranged in the x-y direction. The inorganic pixel array 10 and the organic pixel array 20 form a stacked structure in the z direction.

정상 동작 모드(normal operation mode)에서는 제2 화소(20B)와 제3 화소(20R)의 수가 동일하게 교대로 배치될 수 있다. 이 때, 제2 화소(20B)에는 제1 전압(V1)이 인가되어 제2 광(청색광)을 검출하고, 제3 화소(20R)에는 제1 전압(V1)과 다른 제2 전압(V2)이 인가되어 제3 광(적색광)을 검출한다. In a normal operation mode, the number of second pixels 20B and third pixels 20R may be arranged alternately. At this time, a first voltage (V1) is applied to the second pixel (20B) to detect second light (blue light), and a second voltage (V2) different from the first voltage (V1) is applied to the third pixel (20R). This is applied to detect the third light (red light).

이들의 구체적인 동작은 도 1의 II-II’선을 따라 자른 단면도를 나타내는 도 2와 동작 원리를 설명하기 위한 도 3을 참조하여 설명한다. Their specific operation will be explained with reference to FIG. 2, which shows a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 1, and FIG. 3, which explains the operating principle.

도 2를 참조하면, 이미지 센서(1)는 반도체 기판(100)에 형성되고 제1 화소(10G)을 구성하기 위한 무기 광전 변환 소자(110)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , the image sensor 1 is formed on a semiconductor substrate 100 and includes an inorganic photoelectric conversion element 110 to form a first pixel 10G.

반도체 기판(100)은 그 전체가 반도체층인 기판으로 한정되지 않고 광이 조사되는 측의 표면에 반도체층이 마련된 절연성 기판일 수도 있다. The semiconductor substrate 100 is not limited to a substrate entirely made up of a semiconductor layer, and may be an insulating substrate with a semiconductor layer provided on the surface of the side to which light is irradiated.

무기 광전 변환 소자(110)는 반도체 기판(100)이 n 형일 경우, 그 위에 형성된 p 웰 층과 p 웰 층내에 형성된 n 층과 n 층보다 불순물 농도가 높은 암전류 억제용 p 층으로 구성될 수 있다. 무기 광전 변환 소자(110)의 대부분 영역은 n 층으로 구성되어 전하가 축적된다. When the semiconductor substrate 100 is n-type, the inorganic photoelectric conversion device 110 may be composed of a p-well layer formed thereon, an n-layer formed within the p-well layer, and a p-layer for suppressing dark current with a higher impurity concentration than the n-layer. . Most areas of the inorganic photoelectric conversion element 110 are composed of n-layers and charges are accumulated.

무기 광전 변환 소자(110)에 축적된 전하는 3 트랜지스터 구성 또는 4 트랜지스터 구성 등의 트랜지스터로 이루어진 독출회로를 이용하여 센싱된다.The charge accumulated in the inorganic photoelectric conversion element 110 is sensed using a readout circuit made of transistors such as a 3-transistor configuration or a 4-transistor configuration.

무기 광전 변환 소자(110)가 형성된 기판(100) 상에 층간절연막(140)이 형성되고, 그 위에 유기 광전 변환층(170)이 형성되어 있다. An interlayer insulating film 140 is formed on the substrate 100 on which the inorganic photoelectric conversion element 110 is formed, and an organic photoelectric conversion layer 170 is formed thereon.

유기 광전 변환층(170)은 상부의 공통전극(180)과 하부의 각 화소별로 형성된 화소전극(160)의 조합에 의해 각각 제2 화소(20B)을 구성하기 위한 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)와 제3 화소(20R)을 구성하기 위한 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)로 구분된다.The organic photoelectric conversion layer 170 is a first organic photoelectric conversion element (OPD) for forming the second pixel 20B by combining the upper common electrode 180 and the lower pixel electrode 160 formed for each pixel. It is divided into #1) and a second organic photoelectric conversion element (OPD#2) to form the third pixel (20R).

공통전극(180)의 상부에는 입사광에 대해서 투명한 평탄층(190)이 형성되어 있다. 평탄층(190) 상의 각 화소에 대응하는 위치에는 각 화소에 입사광을 집광하기 위한 마이크로렌즈(195)가 형성되어 있다. A flat layer 190 that is transparent to incident light is formed on the common electrode 180. A microlens 195 is formed at a position corresponding to each pixel on the flattening layer 190 to focus incident light on each pixel.

각 화소 전극(160)은 층간절연막(140)내에 형성된 비아에 충진된 콘택트(150)을 통해서 전하 축적부(120)와 연결된다. Each pixel electrode 160 is connected to the charge accumulation portion 120 through a contact 150 filled in a via formed in the interlayer insulating film 140.

무기 광전 변환 소자(110)에 축적된 전하와 전하 축적부(120)에 축적된 전하는 3 트랜지스터 구성 또는 4 트랜지스터 구성 등의 트랜지스터로 이루어진 독출회로를 이용하여 센싱된다.The charge accumulated in the inorganic photoelectric conversion element 110 and the charge accumulated in the charge storage unit 120 are sensed using a readout circuit made of transistors such as a 3-transistor configuration or a 4-transistor configuration.

도 3을 참조하면, 무기 광전 변환 소자(110)에 축적된 전하는 무기 광전 변환 소자(110)에 접속된 드레인과 전원(Vn) 에 접속된 소스를 갖는 리셋 트랜지스터(Tr1), 리셋 트랜지스터 (Tr1)의 드레인에 접속된 게이트와 전원(Vcc)에 접속된 소스를 갖는 출력 트랜지스터(Tr2), 및 출력 트랜지스터(Tr2)의 드레인에 접속된 소스와 신호 출력 라인(320) 에 접속된 드레인을 갖는 행 선택 트랜지스터(Tr3)에 의해 독출된다. Referring to FIG. 3, the charge accumulated in the inorganic photoelectric conversion element 110 is connected to a reset transistor (Tr1), a reset transistor (Tr1) having a drain connected to the inorganic photoelectric conversion element 110 and a source connected to the power source (Vn). An output transistor (Tr2) having its gate connected to the drain of and the source connected to the power supply (Vcc), and a row selection having the source connected to the drain of the output transistor (Tr2) and the drain connected to the signal output line 320. It is read by the transistor (Tr3).

전하 축적부(120)에 축적된 전하는 전하 축적부(120)에 접속된 드레인과 전원(Vn)에 접속된 소스를 갖는 리셋 트랜지스터(Tr4), 리셋 트랜지스터(Tr4)의 드레인에 접속된 게이트와 전원(Vcc)에 접속된 소스를 갖는 출력 트랜지스터(Tr5), 출력 트랜지스터(Tr5)의 드레인에 접속된 소스와 신호 출력 라인(310)에 접속된 드레인을 갖는 행 선택 트랜지스터(Tr6)에 의해 독출된다. The charge accumulated in the charge accumulation unit 120 is a reset transistor (Tr4) having a drain connected to the charge accumulation unit 120 and a source connected to the power source (Vn), and a gate connected to the drain of the reset transistor (Tr4) and the power supply. It is read by an output transistor (Tr5) having a source connected to (Vcc), a row select transistor (Tr6) having a source connected to the drain of the output transistor (Tr5) and a drain connected to the signal output line 310.

무기 광전 변환 소자에서 발생되고 저장된 전하는 출력 트랜지스터(Tr2)를 통해 전하의 양에 대응하는 신호로 변환된다. 행 선택 트랜지스터(Tr3)가 턴 온될 때, 신호는 신호 출력 라인(320)으로 출력된다. 신호가 출력된 후에, 무기 광전 변환 소자(110)의 전하는 리셋 트랜지스터(Tr1)에 의해 리셋된다. 필요에 따라서는 무기 광전 변환 소자(110)와 리셋 트랜지스터(Tr1)의 드레인 사이에 전달 트랜지스터(미도시)를 더 포함할 수도 있다. The charge generated and stored in the inorganic photoelectric conversion element is converted into a signal corresponding to the amount of charge through the output transistor (Tr2). When the row select transistor Tr3 is turned on, a signal is output to the signal output line 320. After the signal is output, the charge of the inorganic photoelectric conversion element 110 is reset by the reset transistor Tr1. If necessary, a transfer transistor (not shown) may be further included between the inorganic photoelectric conversion element 110 and the drain of the reset transistor Tr1.

바이어스 전압이 화소 전극(160)과 공통 전극(180) 사이에 인가될 때, 전하는 유기 광전 변환층(170) 상에 입사하는 광에 대응하여 발생되고, 화소 전극(160)과 연결된 콘택(150)을 통하여 전하 축적부(120)로 이동한다. 전하 축적부(120)에 저장된 전하는 출력 트랜지스터(Tr5)를 통하여 전하의 양에 대응하는 신호로 변환된다. 행 선택 트랜지스터(Tr6)가 턴 온될 때, 신호는 신호 출력 라인(310)으로 출력된다. 신호가 출력된 후에, 전하 축적부(120)의 전하는 리셋 트랜지스터(Tr4)에 의해 리셋된다. 필요에 따라서는 전하 축적부(120)와 리셋 트랜지스터(Tr4)의 드레인 사이에 전달 트랜지스터(미도시)를 더 포함할 수도 있다. When a bias voltage is applied between the pixel electrode 160 and the common electrode 180, charge is generated in response to light incident on the organic photoelectric conversion layer 170 and the contact 150 connected to the pixel electrode 160. It moves to the charge accumulation unit 120 through . The charge stored in the charge storage unit 120 is converted into a signal corresponding to the amount of charge through the output transistor Tr5. When the row select transistor Tr6 is turned on, a signal is output to the signal output line 310. After the signal is output, the charge in the charge storage unit 120 is reset by the reset transistor Tr4. If necessary, a transfer transistor (not shown) may be further included between the charge accumulation unit 120 and the drain of the reset transistor Tr4.

이미지 센서(1)에서는 유기 광전 변환층(170)이 서로 다른 인가 전압에 따라 서로 다른 광을 검출할 수 있다. 도 2에 예시되어 있는 바와 같이, 유기 광전 변환층(170)을 서로 다른 광 흡수 특성을 가지는 물질 A와 물질 B의 블렌딩 비율이 다른 층(170A와 170B)으로 적층하여 형성함으로써 인가 전압에 따라 서로 다른 광을 검출할 수 있다. In the image sensor 1, the organic photoelectric conversion layer 170 can detect different lights according to different applied voltages. As illustrated in FIG. 2, the organic photoelectric conversion layer 170 is formed by stacking layers 170A and 170B with different blending ratios of material A and material B, which have different light absorption characteristics, so that they absorb each other according to the applied voltage. Other lights can be detected.

예를 들면, 하부층(170A)은 적색광을 흡수하고 전하 전송(charge transport)이 우수한 물질 B의 비율이 높은 층으로, 상부층(170B)는 청색광을 흡수하고 전기적 특성이 낮은 물질 A의 비율이 높은 층으로 구성할 수 있다. 이들의 동작을 도 4를 참조하여 설명하면, 저전압 바이어스(V1)가 인가되면, 하부층(170A)과 상부층(170B)에서 모두 전하 분리(charge separation)가 일어나기는 하지만, 청색광을 흡수한 전하들은 전하 전송 특성이 우수한 하부층(170A)을 통해 이동하면서 전하 수집(charge collection)이 일어나는 반면, 적색광을 흡수한 전하들은 전하 전송 특성이 낮은 상부층(170B)을 통해 이동하지 못하게 된다. 따라서, 저전압 바이어스(V1)에서는 청색광이 검출되게 된다. 반면, 고전압 바이어스(V2)가 인가되면 전하 전송 특성이 낮은 상부층(170B)을 통해서 적색광을 흡수한 전하들이 이동하게 되므로 청색과 적색의 신호가 모두 검출되게 된다. 따라서, 청색 신호는 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)의 신호에서, 적색 신호는 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#1)의 신호에서 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)의 신호를 상쇄하여 얻을 수 있게 된다. For example, the lower layer 170A is a layer with a high proportion of material B, which absorbs red light and has excellent charge transport, and the upper layer 170B is a layer with a high proportion of material A, which absorbs blue light and has low electrical properties. It can be configured as: When explaining these operations with reference to FIG. 4, when the low voltage bias V1 is applied, charge separation occurs in both the lower layer 170A and the upper layer 170B, but the charges that absorb the blue light are charged. While charge collection occurs while moving through the lower layer (170A), which has excellent transmission characteristics, charges that absorb red light are prevented from moving through the upper layer (170B), which has low charge transmission characteristics. Therefore, blue light is detected at low voltage bias (V1). On the other hand, when a high voltage bias (V2) is applied, charges that absorb red light move through the upper layer (170B), which has low charge transfer characteristics, so both blue and red signals are detected. Therefore, the blue signal is from the signal of the first organic photoelectric conversion element (OPD#1), and the red signal is from the signal of the second organic photoelectric conversion element (OPD#1). It can be obtained by offsetting .

신호의 선택성을 높이기 위해서는 하부층(170A)에서는 B 물질이 A 물질보다 3배 이상 많도록 블렌딩을 하고, 상부층(170B)에서는 A 물질이 B 물질보다 3배 이상이 많도록 블렌딩을 할 수 있다. In order to increase signal selectivity, blending may be performed so that material B is more than 3 times more abundant than material A in the lower layer 170A, and material A can be blended so that the amount of material A is more than 3 times more than material B in the upper layer 170B.

유기 광전 변환층(170)에서 적색광과 청색광을 흡수할 경우에는 A와 B 물질의 조합으로 (ZnPc, C60) 또는 (CuPc, C60)을 사용할 수 있다. When the organic photoelectric conversion layer 170 absorbs red light and blue light, (ZnPc, C 60 ) or (CuPc, C 60 ) can be used as a combination of A and B materials.

유기 광전 변환층(170)에서 적색광과 녹색광을 흡수할 경우에는 A와 B 물질의 조합으로 (BIDD Se, CuPc) 또는 ( SubPc, CuPc) 를 사용할 수 있다. 이 경우 무기 광전 변환 소자(110)가 청색광을 흡수할 수 있다. When the organic photoelectric conversion layer 170 absorbs red light and green light, (BIDD Se, CuPc) or (SubPc, CuPc) can be used as a combination of A and B materials. In this case, the inorganic photoelectric conversion element 110 may absorb blue light.

유기 광전 변환층(170)에서 청색광 녹색광을 흡수할 경우에는 A와 B 물질의 조합으로 (BIDD Se, C60), (SubPc, C60) 또는 (DCV3T, C60)를 사용할 수 있다. 이 경우 무기 광전 변환 소자(110)가 적색광을 흡수할 수 있다. When the organic photoelectric conversion layer 170 absorbs blue light and green light, (BIDD Se, C 60 ), (SubPc, C 60 ), or (DCV3T, C60) can be used as a combination of A and B materials. In this case, the inorganic photoelectric conversion element 110 may absorb red light.

이미지 센서(1)에서는 유기 광전 변환층(170)에 인가되는 전압을 달리하여 RGB 중 2가지 서로 다른 색에 대한 선택성을 가질 수가 있게 된다. 유기 광전 변환층(170)이 RGB 중 이미 2가지 서로 다른 색을 흡수를 하였기 때문에 나머지 한 가지 색은 무기 광전 변환 소자(110)에 선택적으로 전달될 수 있다. 따라서, 이미지 센서(1)는 컬러 필터를 별도로 형성할 필요가 없게 된다. 또, 경우에 따라서 무기 광전 변환 소자(110)의 나머지 한 색에 대한 선택성을 높이기 위해서 무기 광전 변환 소자(110)의 형성 깊이를 감지하고자 하는 색의 파장에 맞추어 조절할 수 있다. The image sensor 1 can have selectivity for two different colors among RGB by varying the voltage applied to the organic photoelectric conversion layer 170. Since the organic photoelectric conversion layer 170 has already absorbed two different colors among RGB, the remaining color can be selectively transmitted to the inorganic photoelectric conversion element 110. Accordingly, the image sensor 1 does not need to form a separate color filter. In addition, in some cases, in order to increase the selectivity of the inorganic photoelectric conversion element 110 for the remaining color, the formation depth of the inorganic photoelectric conversion element 110 may be adjusted according to the wavelength of the color to be detected.

유기 광전 변환층(170)과 무기 광전 변환 소자(110) 사이에 컬러 필터를 형성할 필요가 없게 되면 유기 광전 변환층(170)과 무기 광전 변환 소자(110) 사이의 거리를 100㎚ 이하로 낮출 수 있다. 이는 유기 광전 변환층(170)과 무기 광전 변환 소자(110) 사이에 컬러 필터가 존재하는 경우의 거리(예를 들어 500nm) 대비 적어도 1/5 이하의 거리이다. 이와 같이 유기 광전 변환층(170)과 무기 광전 변환 소자(110) 사이의 거리를 100㎚ 이하로 낮추면 광학적인 크로스토크(optical crosstalk)를 감소시킬 수 있다. 또한, 절연층(140)내에 형성되는 콘택트(150)가 형성되기 위한 비아를 형성하는 깊이가 작아지기 때문에 비아 형성 공정이 훨씬 수월해진다. 또한, 컬러 필터 자체를 형성하지 않기 때문에 컬러 필터의 미세 패턴 형성의 어려움이나 박막화의 어려움 등이 기본적으로 해결되게 된다. If there is no need to form a color filter between the organic photoelectric conversion layer 170 and the inorganic photoelectric conversion element 110, the distance between the organic photoelectric conversion layer 170 and the inorganic photoelectric conversion element 110 can be lowered to 100 nm or less. You can. This is a distance of at least 1/5 or less compared to the distance (for example, 500 nm) when a color filter exists between the organic photoelectric conversion layer 170 and the inorganic photoelectric conversion element 110. In this way, if the distance between the organic photoelectric conversion layer 170 and the inorganic photoelectric conversion element 110 is lowered to 100 nm or less, optical crosstalk can be reduced. Additionally, since the depth of forming the via for forming the contact 150 formed within the insulating layer 140 is reduced, the via forming process becomes much easier. In addition, since the color filter itself is not formed, difficulties in forming fine patterns of the color filter or making it thinner are basically solved.

도 5A 내지 도 5C는 각각의 가능한 색의 조합 및 신호 추출의 가능한 방식들을 나타내는 모식도이다. Figures 5A to 5C are schematic diagrams showing each possible color combination and possible methods of signal extraction.

도 5A는 유기 광전 변환층(170)에서 적색과 청색을 흡수하는 경우를 나타낸다. 상측과 같이 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)에서 청색광을 검출하고, 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)에서 청색광과 적색광을 모두 검출하는 경우에는 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)의 신호에서 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)의 신호를 상쇄하여 적색 신호를 얻을 수 있다. 하측과 같이 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)에서 적색광을 검출하고, 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)에서 청색광과 적색광을 모두 검출하는 경우에는 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)의 신호에서 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)의 신호를 상쇄하여 청색 신호를 얻을 수 있다.Figure 5A shows a case where the organic photoelectric conversion layer 170 absorbs red and blue colors. As shown above, when blue light is detected in the first organic photoelectric conversion element (OPD#1) and both blue light and red light are detected in the second organic photoelectric conversion element (OPD#2), the second organic photoelectric conversion element (OPD# A red signal can be obtained by canceling the signal of the first organic photoelectric conversion element (OPD#1) in the signal of 2). As shown below, when red light is detected in the second organic photoelectric conversion element (OPD#2) and both blue light and red light are detected in the first organic photoelectric conversion element (OPD#1), the first organic photoelectric conversion element (OPD# A blue signal can be obtained by canceling the signal of the second organic photoelectric conversion element (OPD#2) from the signal in 1).

도 5B는 유기 광전 변환층(170)에서 녹색과 적색을 흡수하는 경우를 나타낸다. 상측과 같이 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)에서 녹색광을 검출하고, 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)에서 녹색광과 적색광을 모두 검출하는 경우에는 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)의 신호에서 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)의 신호를 상쇄하여 적색 신호를 얻을 수 있다. 하측과 같이 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)에서 적색광을 검출하고, 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)에서 녹색광과 적색광을 모두 검출하는 경우에는 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)의 신호에서 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)의 신호를 상쇄하여 녹색 신호를 얻을 수 있다.Figure 5B shows a case where green and red colors are absorbed in the organic photoelectric conversion layer 170. As shown above, when green light is detected in the first organic photoelectric conversion element (OPD#1) and both green light and red light are detected in the second organic photoelectric conversion element (OPD#2), the second organic photoelectric conversion element (OPD# A red signal can be obtained by canceling the signal of the first organic photoelectric conversion element (OPD#1) in the signal of 2). As shown below, when red light is detected in the second organic photoelectric conversion element (OPD#2) and both green light and red light are detected in the first organic photoelectric conversion element (OPD#1), the first organic photoelectric conversion element (OPD# A green signal can be obtained by canceling the signal of the second organic photoelectric conversion device (OPD#2) from the signal in 1).

도 5C는 유기 광전 변환층(170)에서 청색과 녹색을 흡수하는 경우를 나타낸다. 상측과 같이 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)에서 청색광을 검출하고, 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)에서 녹색광과 청색광을 모두 검출하는 경우에는 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)의 신호에서 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)의 신호를 상쇄하여 녹색 신호를 얻을 수 있다. 하측과 같이 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)에서 녹색광을 검출하고, 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)에서 녹색광과 청색광을 모두 검출하는 경우에는 제1 유기 광전 변환 소자(OPD#1)의 신호에서 제2 유기 광전 변환 소자(OPD#2)의 신호를 상쇄하여 청색 신호를 얻을 수 있다.Figure 5C shows a case where the organic photoelectric conversion layer 170 absorbs blue and green colors. As shown above, when blue light is detected in the first organic photoelectric conversion element (OPD#1) and both green light and blue light are detected in the second organic photoelectric conversion element (OPD#2), the second organic photoelectric conversion element (OPD#2) detects blue light. A green signal can be obtained by canceling the signal of the first organic photoelectric conversion element (OPD#1) in the signal of 2). As shown below, when green light is detected in the second organic photoelectric conversion element (OPD#2) and both green light and blue light are detected in the first organic photoelectric conversion element (OPD#1), the first organic photoelectric conversion element (OPD# A blue signal can be obtained by canceling the signal of the second organic photoelectric conversion element (OPD#2) from the signal in 1).

도 6은 인가 전압에 따라 픽셀의 색상 비율을 달리 조정할 수 있음을 나타내는 도면이다. Figure 6 is a diagram showing that the color ratio of a pixel can be differently adjusted depending on the applied voltage.

좌측에 도시되어 있는 바와 같이 정삭 동작 모드에서는 제1 전압(V1)이 인가되어 제2 광(청색광)을 검출하는 제2 화소(20B)와 제2 전압(V2)이 인가되어 제3 광(적색광)을 검출하는 제3 화소(20R)의 비율이 동일하다. As shown on the left, in the finishing operation mode, the first voltage (V1) is applied to the second pixel (20B) to detect the second light (blue light), and the second voltage (V2) is applied to detect the third light (red light). ) The ratio of the third pixels 20R that detects is the same.

그러나, 화소의 동작 전압을 일부 변경하면 동일 이미지 센서일지라도 제2 화소(20B)의 비율을 작게 하거나(우측 상단) 또는 제2 화소의 비율을 크게 할 수 있다(우측 하단).However, by partially changing the operating voltage of the pixel, the ratio of the second pixel 20B can be reduced (top right) or increased (bottom right) even in the same image sensor.

도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시예들에서는 유무기 적층 구조를 설명하였으나, 유기 광전 변환층(170)이 검출하는 제2 광 및 제3 광 이외의 제1 광의 흡수를 또 다른 하부 유기 광전 변환층(미도시)이 수행하도록 변형하여 모든 광전 변환 소자를 유기층으로 형성할 수 있도록 할 수도 있다.In the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 6, the organic-inorganic stacked structure was explained, but the absorption of the first light other than the second light and the third light detected by the organic photoelectric conversion layer 170 is absorbed by another lower organic photoelectric converter. The conversion layer (not shown) may be modified to perform this function so that all photoelectric conversion elements can be formed as organic layers.

또한, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시예들에서는 유기 광전 변환층을 포함함으로써 컬러필터가 없어도 되는 이미지 센서를 설명하였으나, 보다 더 정교한 색분리가 필요할 경우에는 유기 광전 변환층에 의해 검출되지 않은 나머지 광에 대한 컬러 필터를 무기 광전 변환 소자(110) 상부에 설치하여 이미지 센서를 완성할 수 있다. In addition, the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 6 describe image sensors that do not require a color filter by including an organic photoelectric conversion layer, but when more precise color separation is required, the image sensor is not detected by the organic photoelectric conversion layer. The image sensor can be completed by installing a color filter for the remaining light on the inorganic photoelectric conversion element 110.

이하에서 실험예를 통하여 실시예의 구체적인 구현예를 설명한다. Hereinafter, specific implementation examples of the embodiment will be described through experimental examples.

실험예Experiment example 1 One

BIDD Se:C60 을 5:1 로 블렌딩하고 50nm 두께로 형성한 하부층과 BIDD Se:C60 을 1:5로 블렌딩하고 50nm 두꼐로 형성한 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층을 형성하였다. 이어서, 인가 전압을 0V, 1V, 2V, 3V, 5V, 7V, 10V로 달리하면서 외부 양자 효율(EQE(%))을 측정하였다. 그 결과가 도 7A에 도시되어 있다. 도 7A의 결과로부터 저전압에서는 녹색광이 검출되고 고전압에서는 녹색광과 청색광이 함께 검출되는 것을 확인할 수 있었다. BIDD Se:C 60 An organic photoelectric conversion layer was formed consisting of a lower layer formed by blending BIDD Se:C 60 at a ratio of 5:1 and formed to a thickness of 50 nm, and an upper layer formed by blending BIDD Se:C 60 at a ratio of 1:5 and formed to a thickness of 50 nm. Next, the external quantum efficiency (EQE (%)) was measured while varying the applied voltage to 0V, 1V, 2V, 3V, 5V, 7V, and 10V. The results are shown in Figure 7A. From the results in Figure 7A, it was confirmed that green light was detected at low voltage, and both green and blue light were detected at high voltage.

3V 전압에서 얻어진 외부 양자 효율로부터 녹색광 검출 결과를 도출하고, 10V 전압에서 얻어진 외부 양자 효율에서 3V 전압에서 얻어진 외부 양자 효율을 1.4배해서 상쇄시킨 결과로부터 청색광 검출 결과를 도출하고, 유기 광전 변환 층에서 검출되지 않고 필터링되어 무기 실리콘 포토다이오드에서 검출되게 되는 적색광 검출 결과를 시뮬레이션하여 함께 도시한 결과가 도 7B에 도시되어 있다. 이로부터 유기 광전 변환층을 적용함으로써 컬러 필터 없이도 이미지 센서를 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다. Green light detection results are derived from the external quantum efficiency obtained at a 3V voltage, blue light detection results are derived from the external quantum efficiency obtained at a 10V voltage and offset by 1.4 times the external quantum efficiency obtained at a 3V voltage, and the organic photoelectric conversion layer The results of simulating the detection of red light that is not detected but is filtered and detected by the inorganic silicon photodiode are shown in FIG. 7B. From this, it was confirmed that an image sensor could be implemented without a color filter by applying an organic photoelectric conversion layer.

실험예Experiment example 2 2

SubPc:C60 을 1:5.5 로 블렌딩하고 50nm 두께로 형성한 하부층과 SubPc:C60 을 3.5: 1로 블렌딩하고 50nm 두꼐로 형성한 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층을 형성하였다. 이어서, 인가 전압을 0V, 1V, 2V, 3V, 5V, 7V, 10V로 달리하면서 외부 양자 효율(EQE(%))을 측정하였다. 그 결과가 도 8A에 도시되어 있다. 도 8A의 결과로부터 저전압에서는 녹색광이 검출되고 고전압에서는 녹색광과 청색광이 함께 검출되는 것을 확인할 수 있었다. SubPc:C 60 An organic photoelectric conversion layer was formed consisting of a lower layer formed by blending 1:5.5 to a thickness of 50 nm and an upper layer forming 50 nm thick by blending SubPc:C 60 at 3.5:1. Next, the external quantum efficiency (EQE (%)) was measured while varying the applied voltage to 0V, 1V, 2V, 3V, 5V, 7V, and 10V. The results are shown in Figure 8A. From the results in Figure 8A, it was confirmed that green light was detected at low voltage, and both green and blue light were detected at high voltage.

1V 전압에서 얻어진 외부 양자 효율로부터 녹색광 검출 결과를 도출하고, 10V 전압에서 얻어진 외부 양자 효율에서 1V 전압에서 얻어진 외부 양자 효율을 1.7배해서 상쇄시킨 결과로부터 청색광 검출 결과를 도출하고, 유기 광전 변환층에서 검출되지 않고 필터링되어 무기 실리콘 포토다이오드에서 검출되게 되는 적색광 검출 결과를 시뮬레이션하여 함께 도시한 결과가 도 7B에 도시되어 있다. 이로부터 유기 광전 변환층을 적용함으로써 컬러 필터 없이도 이미지 센서를 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다. Green light detection results are derived from the external quantum efficiency obtained at a 1V voltage, blue light detection results are derived from the external quantum efficiency obtained at a 10V voltage and offset by 1.7 times the external quantum efficiency obtained at a 1V voltage, and the organic photoelectric conversion layer The results of simulating the detection of red light that is not detected but is filtered and detected by the inorganic silicon photodiode are shown in FIG. 7B. From this, it was confirmed that an image sensor could be implemented without a color filter by applying an organic photoelectric conversion layer.

상기에서는 실시예에 대하여 설명하였지만, 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니다. 구현되는 형태는 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 권리 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the embodiments have been described above, the scope of rights is not limited thereto. The implemented form can be implemented with various modifications within the scope of the detailed description of the invention and the attached drawings, and this also naturally falls within the scope of rights.

110 : 반도체 기판 110 : 무기 광전 변환 소자
120 : 전하 축적부 140 : 층간절연막
150 : 콘택트 160 : 화소 전극
170 : 유기 광전 변환층 170A : 유기 광전 변환층 하부층
170B : 유기 광전 변환층 상부층 180 : 평탄층
195 : 마이크로렌즈110: Semiconductor substrate 110: Inorganic photoelectric conversion element
120: charge accumulation portion 140: interlayer insulating film
150: contact 160: pixel electrode
170: Organic photoelectric conversion layer 170A: Organic photoelectric conversion layer lower layer
170B: Organic photoelectric conversion layer upper layer 180: Flat layer
195: Microlens

Claims (18)

제1 광을 흡수하는 A 물질과 제2 광을 흡수하는 B 물질을 포함하고, 상기 A 물질의 비율이 상기 B 물질보다 큰 하부층과 상기 B 물질의 비율이 상기 A 물질보다 큰 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층;
상기 유기 광전 변환층의 상부에 위치하는 공통 전극; 및
상기 유기 광전 변환층의 하부에 위치하는 픽셀 전극을 포함하고,
상기 유기 광전 변환층을 제1 유기 광전 변환 소자와 제2 유기 광전 변환 소자로 구분하며,
제1 광 또는 제2 광 중 어느 하나는 제1 전압이 인가된 상기 제1 유기 광전 변환 소자에서 측정된 신호에 의해 나머지 하나는 제2 전압이 인가된 상기 제2 유기 광전 변환 소자의 측정 신호와 상기 제1 전압이 인가된 상기 제1 유기 광전 변환 소자의 측정 신호의 차의 절대값에 의해 얻어지는, 유기 이미지 센서. An organic photoelectric device comprising a material A that absorbs the first light and a material B that absorbs the second light, and a lower layer in which the ratio of the material A is greater than the material B and an upper layer in which the ratio of the material B is greater than the material A. conversion layer;
a common electrode located on top of the organic photoelectric conversion layer; and
It includes a pixel electrode located below the organic photoelectric conversion layer,
The organic photoelectric conversion layer is divided into a first organic photoelectric conversion element and a second organic photoelectric conversion element,
One of the first light or the second light is a signal measured from the first organic photoelectric conversion element to which a first voltage is applied, and the other is a signal measured from the second organic photoelectric conversion element to which a second voltage is applied. An organic image sensor obtained by the absolute value of the difference between the measurement signals of the first organic photoelectric conversion element to which the first voltage is applied. 제1 항에 있어서,
상기 A 물질과 B 물질의 함량은 각 층에 있어서 서로 3배 이상의 차이가 나는 유기 이미지 센서.According to claim 1,
An organic image sensor in which the contents of material A and material B differ by more than three times in each layer. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제2 전압이 상기 제1 전압보다 큰 유기 이미지 센서.
According to claim 1,
An organic image sensor wherein the second voltage is greater than the first voltage.
 삭제delete 반도체 기판 내에 형성된 다수의 무기 광전 변환 소자;
상기 반도체 기판 상에 형성되고, 제1 광을 흡수하는 A 물질과 제2 광을 흡수하는 B 물질을 포함하고, 상기 A 물질의 비율이 상기 B 물질보다 큰 하부층과 상기 B 물질의 비율이 상기 A 물질보다 큰 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층, 상기 유기 광전 변환층 상부의 공통 전극과 상기 유기 광전 변환층 하부의 픽셀 전극에 의해 구분된 제1 유기 광전 변환소자와 제2 유기 광전 변환 소자;
상기 유기 광전 변환층의 상부에 위치하는 공통 전극; 및
상기 유기 광전 변환층의 하부에 위치하는 픽셀 전극을 포함하고,
상기 무기 광전 변환 소자는 상기 제1 유기 광전 변환소자와 제2 유기 광전 변환 소자에 의해 흡수되지 않는 제3 광을 흡수하며,
제1 광 또는 제2 광 중 어느 하나는 제1 전압이 인가된 상기 제1 유기 광전 변환 소자에서 측정된 신호에 의해 나머지 하나는 제2 전압이 인가된 상기 제2 유기 광전 변환 소자의 측정 신호와 상기 제1 전압이 인가된 제1 유기 광전 변환 소자의 측정 신호의 차의 절대값에 의해 얻어지는, 컬러 필터가 없는 유무기 적층 이미지 센서. A plurality of inorganic photoelectric conversion elements formed within a semiconductor substrate;
It is formed on the semiconductor substrate, and includes a material A that absorbs first light and a material B that absorbs second light, and a lower layer in which the ratio of the A material is greater than the B material and the ratio of the B material is the A. An organic photoelectric conversion layer consisting of an upper layer larger than the material, a first organic photoelectric conversion element and a second organic photoelectric conversion element separated by a common electrode on the top of the organic photoelectric conversion layer and a pixel electrode on the bottom of the organic photoelectric conversion layer;
a common electrode located on top of the organic photoelectric conversion layer; and
It includes a pixel electrode located below the organic photoelectric conversion layer,
The inorganic photoelectric conversion element absorbs third light that is not absorbed by the first organic photoelectric conversion element and the second organic photoelectric conversion element,
One of the first light or the second light is a signal measured from the first organic photoelectric conversion element to which a first voltage is applied, and the other is a signal measured from the second organic photoelectric conversion element to which a second voltage is applied. An organic-inorganic multilayer image sensor without a color filter, obtained by the absolute value of the difference between the measurement signals of the first organic photoelectric conversion element to which the first voltage is applied. 제7 항에 있어서,
상기 A 물질과 B 물질의 함량은 각 층에 있어서 서로 3배 이상의 차이가 나는 컬러 필터가 없는 유무기 적층 이미지 센서. According to clause 7,
An organic-inorganic multilayer image sensor without a color filter in which the contents of material A and material B differ by more than 3 times in each layer. 제7 항에 있어서,
상기 유기 광전 변환층을 상기 제1 유기 광전 변환 소자와 상기 제2 유기 광전 변환 소자로 구분하는 컬러 필터가 없는 유무기 적층 이미지 센서. According to clause 7,
An organic-inorganic multilayer image sensor without a color filter that divides the organic photoelectric conversion layer into the first organic photoelectric conversion element and the second organic photoelectric conversion element. 삭제delete 제7 항에 있어서,
상기 제2 전압이 상기 제1 전압보다 큰 컬러 필터가 없는 유무기 적층 이미지 센서. According to clause 7,
An organic-inorganic multilayer image sensor without a color filter in which the second voltage is greater than the first voltage. 삭제delete 제7 항에 있어서,
상기 무기 광전 변환 소자가 형성된 반도체 기판의 상면과 상기 유기 광전 변환 층의 노출된 하부면은 상기 제1 유기 광전 변환 소자와 상기 제2 유기 광전 변환 소자를 상기 기판에 형성된 전하 축적부로 연결하기 위한 콘택이 형성되는 층간절연막과 접촉하는 컬러 필터가 없는 유무기 적층 이미지 센서.According to clause 7,
The upper surface of the semiconductor substrate on which the inorganic photoelectric conversion element is formed and the exposed lower surface of the organic photoelectric conversion layer are contacts for connecting the first organic photoelectric conversion element and the second organic photoelectric conversion element to the charge accumulation portion formed on the substrate. An organic-inorganic multilayer image sensor without a color filter in contact with the formed interlayer insulating film. 제7 항에 있어서,
상기 공통 전극 상부는 평탄화층과 마이크로렌즈 어레이 층만이 존재하는 컬러 필터가 없는 유무기 적층 이미지 센서. According to clause 7,
An organic-inorganic multilayer image sensor without a color filter in which only a planarization layer and a microlens array layer exist on the top of the common electrode. 삭제delete 제1 광을 흡수하는 A 물질과 제2 광을 흡수하는 B 물질을 포함하고, 상기 A 물질의 비율이 상기 B 물질보다 큰 하부층과 상기 B 물질의 비율이 상기 A 물질보다 큰 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층;
상기 유기 광전 변환층의 상부의 공통 전극;
상기 유기 광전 변환층의 하부의 픽셀 전극을 포함하고,
상기 픽셀 전극에는 서로 다른 2개의 전압이 인가될 수 있으며,
정상 동작 모드에서는 상기 서로 다른 2개의 전압 비율이 동일한 유기 이미지 센서. An organic photoelectric device comprising a material A that absorbs the first light and a material B that absorbs the second light, and a lower layer in which the ratio of the material A is greater than the material B and an upper layer in which the ratio of the material B is greater than the material A. conversion layer;
a common electrode on top of the organic photoelectric conversion layer;
It includes a pixel electrode below the organic photoelectric conversion layer,
Two different voltages may be applied to the pixel electrode,
An organic image sensor in which the ratio of the two different voltages is the same in normal operating mode. 제1 광을 흡수하는 A 물질과 제2 광을 흡수하는 B 물질을 포함하고, 상기 A 물질의 비율이 상기 B 물질보다 큰 하부층과 상기 B 물질의 비율이 상기 A 물질보다 큰 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층;
상기 유기 광전 변환층의 상부의 공통 전극;
상기 유기 광전 변환층의 하부의 픽셀 전극을 포함하고,
상기 픽셀 전극에는 서로 다른 2개의 전압이 인가될 수 있으며,
정상 동작 모드 이외의 모드에서는 상기 서로 다른 2개의 전압 비율이 다른 유기 이미지 센서.An organic photoelectric device comprising a material A that absorbs the first light and a material B that absorbs the second light, and a lower layer in which the ratio of the material A is greater than the material B and an upper layer in which the ratio of the material B is greater than the material A. conversion layer;
a common electrode on top of the organic photoelectric conversion layer;
It includes a pixel electrode below the organic photoelectric conversion layer,
Two different voltages may be applied to the pixel electrode,
An organic image sensor in which the two voltage ratios are different in modes other than the normal operating mode. 제1 광을 흡수하는 A 물질과 제2 광을 흡수하는 B 물질을 포함하고, 상기 A 물질의 비율이 상기 B 물질보다 큰 하부층과 상기 B 물질의 비율이 상기 A 물질보다 큰 상부층으로 이루어진 유기 광전 변환층;
상기 유기 광전 변환층의 상부의 공통 전극;
상기 유기 광전 변환층의 하부의 픽셀 전극을 포함하고,
상기 픽셀 전극에는 서로 다른 2개의 전압이 인가될 수 있으며,
상기 유기 광전 변환층과 상기 픽셀 전극의 노출된 하부면은 층간절연막과 접촉하고,
상기 층간 절연막의 하부에는 상기 유기 광전 변환층에 축적된 전하를 축적하기 위한 전하 축적부와 상기 제1 광 및 제2 광 이외의 제3 광을 흡수하기 위한 무기 광전 변환 소자가 형성된 기판을 더 포함하고,
상기 층간 절연막 내에는 상기 유기 광전 변환층과 상기 전하 축적부를 연결하기 위한 콘택이 형성되어 있는, 유기 이미지 센서. An organic photoelectric device comprising a material A that absorbs the first light and a material B that absorbs the second light, and a lower layer in which the ratio of the material A is greater than the material B and an upper layer in which the ratio of the material B is greater than the material A. conversion layer;
a common electrode on top of the organic photoelectric conversion layer;
It includes a pixel electrode below the organic photoelectric conversion layer,
Two different voltages may be applied to the pixel electrode,
The exposed lower surfaces of the organic photoelectric conversion layer and the pixel electrode are in contact with an interlayer insulating film,
A lower portion of the interlayer insulating film further includes a substrate on which a charge accumulation portion for accumulating charges accumulated in the organic photoelectric conversion layer and an inorganic photoelectric conversion element for absorbing third light other than the first light and the second light are formed. do,
An organic image sensor, wherein a contact for connecting the organic photoelectric conversion layer and the charge storage unit is formed in the interlayer insulating film.
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